Desde que se tornou parte do equipamento de laboratório do Centro Astronauta Europeu em Fevereiro de 2017, o Composer 450 tem sido fundamental nos seus processos de prototipagem. Os investigadores da ESA têm utilizado com sucesso a extrusora para desenvolver quantidades personalizadas de filamentos baseados em PLA para iterações de investigação e desenvolvimento. A instalação de 3devo dá à Spaceship EAC a capacidade de criar internamente filamento de impressão 3D. Além disso, reduzindo a dependência da Spaceship EAC da perícia e disponibilidade de fornecedores de filamentos de terceiros.
O que está a acontecer agora? Ficando verde (para o espaço)
Com a bem equipada instalação de 3devo da ESA, eles aproveitaram ao máximo as capacidades da máquina - levando-os à sua mais recente descoberta. Para missões longas no espaço, os astronautas precisam de ferramentas auto-suficientes para poderem fabricar peças e estruturas. Um processo de fabrico aditivo como o FDM é ideal para esta aplicação, graças à sua flexibilidade e utilização eficiente do material. Parece ideal, certo? Infelizmente, há um senão. O FDM requer grandes quantidades de plástico para criar peças 3D - custando tempo e dinheiro à agência, uma vez que os materiais devem ser enviados a partir da Terra.
Com a iniciativa da Nave Espacial EAC da ESA, o estagiário de engenharia de materiais, Benoît Andre, foi designado para encontrar um novo material que reduzisse os custos e minimizasse o plástico enviado para o espaço. A resposta que ele revelou foi a utilização dos recursos da Lua. Benoît iniciou uma estreia mundial ao criar um material composto a partir de uma mistura PLA/Lunar em pó para impressão FDM.
"Na prática, utilizei o filament maker de 3devo para produzir um filamento imprimível, utilizando apenas pellets PLA e simulador de regolit (EAC-1) como material de alimentação. O EAC-1 é um pó mineral semelhante a areia desenvolvido pela nave espacial EAC para imitar as propriedades do rególito lunar. O fabricante do filamento foi utilizado para misturar os materiais de alimentação, derreter os aglomerados de PLA, e finalmente extrudir o filamento composto, tudo isto numa única etapa contínua. Ao optimizar os parâmetros, consegui produzir filamentos homogéneos com várias concentrações de regolitros. Várias peças foram impressas com sucesso em 3D utilizando este filamento e uma impressora comercial FDM ligeiramente modificada (Prusa Mk3s)", explica Benoît Andre, Estagiário de Engenharia de Materiais, EAC - Agência Espacial Europeia
Da teoria à realidade
O objectivo de Benoît era encontrar uma solução para reduzir o consumo de plástico na lua. Este objectivo levou-o a criar um material composto constituído por PLA e pó lunar, o regolito, para produzir filamento de impressão em 3D. Este novo material irá diminuir o volume de plástico dentro de um objecto impresso em 3D, mantendo as propriedades mecânicas necessárias para peças resistentes. Agora, a ESA não terá de se comprometer entre um processo de fabrico fácil com uma elevada capacidade de impressão e boas propriedades mecânicas com este novo material.
"Os dados em tempo real fornecidos pelo fabricante do filamento (por exemplo, temperaturas, velocidades, diâmetro) foram utilizados ao longo deste estudo para compreender e melhorar o processo de fabrico. O filamento, bem como as peças de amostra impressas, foram analisados através de uma bateria de testes laboratoriais", diz Benoît Andre, Estagiário de Engenharia de Materiais, EAC - Agência Espacial Europeia
Este estudo permitiu a Benoît mostrar a viabilidade da impressão FDM utilizando um composto PLA/regolith e compreender melhor os princípios, vantagens e inconvenientes através deste processo. Empurrando o processo e o fabricante do filamento para os seus limites, o objectivo final produzirá filamentos altamente concentrados dentro do espaço e imprimirá com sucesso várias peças em 3D.